1、 1 1 1 引言引言 近年来全球家用机器人发展迅猛， 联合国日前公布的一份调查显示， 到 2007 年末，家用机器人数量将会上涨 6 倍，而且随着机器人的普及，其价格将会大幅 下降。 从机器人诞生到本世纪 80 年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展 过程。到了 90 年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展， 机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于非 制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。 服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员。 到目前为止尚没有一个严格的 定义， 不同国家对服务机器人的认识也有一定差异。 服务机器人的应用范围很广， 主要
2、从事维护、保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。 在国内，智能轮椅上已经取得突破性进展，上海交通大学和上海电气集团联 合研制出智能轮椅样机。它的人机接口包括操纵杆、鼠标和键盘和触摸屏等，传 感器系统包括视觉、 声纳传感器环、 红外传感器环和碰撞传感器， 能够实现避障、 避碰、防跌、沿墙走、主人跟随、过门、路标导航等多种自主功能。 在国内，智能轮椅上已经取得突破性进展，上海交通大学和上海电气集团联 合研制出智能轮椅样机。它的人机接口包括操纵杆、鼠标和键盘和触摸屏等，传 感器系统包括视觉、 声纳传感器环、 红外传感器环和碰撞传感器， 能够实现避障、 避碰、防跌、沿墙走、主人跟随、过门、路
3、标导航等多种自主功能 。 医学上把辅助人体、支撑体重、保持平衡和行走的工具通称为助行器1。 普通的助行器包括拐杖、助步架，是行走困难的老人和残疾人、以及感知困难的 视弱和盲人等广泛使用的行走辅助设备。这些普通助行器的功能非常简单，舒适 性和安全性有限，如果是下肢完全失控或者上肢力量欠缺的瘫痪患者，则难以倚 靠这些简单设备实现站立和行走，更无法帮助老年人和残疾人实现高质量的、独 立生活的愿望。近年来，机器人技术，包括运动控制、传感和导航，与上述传统 行走辅助设备相结合而成的助行机器人，成为国内外研究热点。助行机器人技术 早在国外尤其是美国、日本、韩国等已取得了相当多的研究成果。我国虽然起步 比较
4、晚，但自从863计划将先进制造技术领域重点项目“助老/助残机器人概念样 2 机研究与开发”作为智能机器人的关键技术开展研究以来，也已经取得了初步的 成果。下面分别就助行机器人中的机构设计、辅助导航技术等研究现状做一简单 综述。 机器人主要是用来支撑用户身体，辅助用户行走，并且保证行走安全性和平 稳性。设计的主要目的是：满足采用人体工学的机构优化设计，材料轻型化，并 且实现机构的便携性。助行机器人的底盘是整个机器人机构设计的基本机构，是 安装助行机器人电机以及其他各个部件的整体支撑，它接受电机的动力，主要实 现在不同路面下正常行走。底盘行走机构主要包括前轮驱动机构、后轮驱动机构 以及四轮驱动机构。 3 2 2 总体方案的论述总体方案的论述 .方案的选择方案的选择 根据本课题的特征，可选择三种方案。 方案一、设计一个灵巧机械手，另外在市场上购买一个自动控制的轮椅。把 机械手固定在轮椅上。这种方案的优点是：该机器人能够拿持各种复杂的物体， 并具有很强的灵活性。 缺点是： 机械手的灵巧性越高， 越难设计。 设计完成之后， 它的可用性难于预料。对于大学来说，该方案的缺点是非常突出的
